Luận văn Ứng dụng thuật toán DE vào giải bài toán phân bố công suất tối ưu trong hệ thống điện

Luận văn Ứng dụng thuật toán DE vào giải bài toán phân bố công suất tối ưu trong hệ thống điện Ứng dụng thuật toán DE vào giải bài toán phân bố công suất tối ưu trong hệ thống điện được trình...

H tên h c viên: QU NG TR NG HÙNG Gi i tính: NAM

Ngày,tháng, n m sinh: 20/09/1970 N i sinh: B n Tre

Chuyên ngành: Thi t b m ng và Nhà máy đi n MSHV: 1081031009

I- TÊN TÀI:

NG D NG THU T TOÁN DE VÀO GI I BÀI TOÁN PHÂN B CÔNG SU T T I U TRONG H TH NG I N

II- NHI M V VÀ N I DUNG:

Nghiên c u thu t tóan DE và các ng d ng c a thu t toán vào gi i bài toán phân b công su t t i u trong h th ng đi n :

- Gi i thi u t ng quan thu t toán;

- ng d ng c a thu t toán vào gi i bài toán phân b công su t t i u cho

m ng đi n 3 nút và 6 nút, 30 nút;

- Th c hi n ch ng trình mô ph ng và so sánh k t qu gi a gi i thu t DE, EPSO, NPSO, Newton và Genetic;

III- NGÀY GIAO NHI M V : 15/19/2011

IV- NGÀY HOÀN THÀNH NHI M V : 15/06/2012

V- CÁN B H NG D N: TS Ngô Cao C ng

CÁN B H NG D N KHOA QU N LÝ CHUYÊN NGÀNH

(H tên và ch ký) (H tên và ch ký)

H U

H

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên c u c a riêng tôi Các s li u, k t

qu nêu trong Lu n v n là trung th c và ch a t ng đ c ai công b trong b t k công trình nào khác

Tôi xin cam đoan r ng m i s giúp đ cho vi c th c hi n Lu n v n này đã

đ c c m n và các thông tin trích d n trong Lu n v n đã đ c ch rõ ngu n g c

H c viên th c hi n Lu n v n

Qu ng Tr ng Hùng

là TS Ngô Cao C ng và Th y Lê ình L ng đã nhi t tình ch b o, h ng

d n, truy n đ t nh ng ki n th c chuyên môn và kinh nghi m đ em th c hi n

lu n v n này V i s nhi t tình h ng d n c a Quý Th y đã làm đ ng l c cho

em có tinh th n c g ng, n l c h n n a trong vi c tìm tòi, nghiên c u đ hoàn thành lu n v n này

ng th i em c ng xin chân thành c m n toàn th Quý Th y Cô

Tr ng i h c K thu t Công ngh TP HCM đã truy n đ t nh ng ki n th c

b ích cho em trong su t quá trình h c t p và nghiên c u t i Tr ng c

bi t, em xin chân thành c m n Quý Th y Cô Khoa C – i n – i n t đã nhi t tình gi ng d y và t o đi u ki n t t cho em trong su t quá trình h c t p

và trong th i gian th c hi n lu n v n này

Em c ng xin l i c m n đ n Ban Giám Hi u Tr ng i h c K thu t Công ngh TP HCM, Phòng Qu n lý Khoa h c và ào t o Sau đ i h c đã h

tr và giúp đ em trong quá trình h c t p

Tôi xin g i làm c m n chân thành đ n gia đình, b n bè đã đ ng viên, giúp đ và t o cho tôi ni m tin và n l c c g ng đ hoàn thành lu n v n này Xin chân thành c m n

TP H Chí Minh, 15 tháng 6 n m 2012

Ng i th c hi n

Qu ng Tr ng Hùng

H U

H

TÓ M T T

ng d ng thu t toán DE vào gi i bài toán phân b công su t t i u trong h th ng

đi n đ c trình bày trên c s nghi n c u các tài li u trong và ngoài n c B c c

lu n v n g m 5 ch ng Ch ng 1 gi i thi u t ng quan v thu t toán DE qua các bài báo trong và ngoài n c Các ph ng pháp đ c áp d ng trên m ng đi n tiêu chu n 3 nút và 6 nút Ch ng 2 gi i thi u bài toán phân b công su t t i u trong

h th ng đi n b ng các bài toán đi u ph i công su t ELD và OPF Bao g m gi i thi u các bài toán tiêu bi u Ch ng 3 gi i thi u thu t toán và các quá trình t i u hóa c a thu t toán, quá trình t i u này đ c th c hi n qua 3 ti n trình c b n: Mutation ( t bi n), Crossover (Lai ghép) và Selection (Ch n l c) Ch ng 4 ng

d ng thu t toán DE vào gi i bài toán phân b công su t t i u trong h th ng đi n

b ng vi c áp d ng gi i bài toán trên m ng đi n 3 nút và 6 nút, ng d ng các bài toán này trên ch ng trình Matlab và so sánh k t qu có đ c v i các k t qu t EPSO, NPSO, Newton và Genetic Ch ng 5 K t lu n và h ng phát tri n kh ng

đ nh tính c n thi t c a đ tài trong s nghi p công nghi p hóa, hi n đ i hóa đ t

n c

H U

H

M C L C Trang

CH NG 1: T NG QUAN THU T TOÁN DE 1

1.1 T ng quan v thu t toán DE: 2

1.2 Gi i thi u thu t toán DE: 3

CH NG 2:GI I THI U BÀI TOÁN PHÂN B CÔNG SU T T I U TRONG H TH NG I N 6

2.1 Bài toán đi u ph i công su t ELD 7

2.1.1 Gi i thi u 7

2.1.2 Bài toán đi u ph i kinh t c đi n 7

2.1.3 Bài toán đi u ph i kinh t v i hàm chi phí nhiên li u không tr n 9 2.2 Bài toán đi u ph i công su t t i u OPF 12

2.2.1 C s toán h c 12

2.2.2 Bài toán t i u công su t c c ti u hàm chi phí 23

CH NG 3:THU T TOÁN DIFFERENTIAL EVOLUTION 30

3.1 Gi i thi u 31

3.2 Thu t toán Differential Evolution 31

3.3 Quá trình t i u hóa c a DE 32

3.4 K thu t đi u khi n có ràng bu c 35

3.5 K thu t đi u khi n các bi n r i r c 37

CH NG 4: NG D NG THU T TOÁN DE VÀO GI I BÀI TOÁN PHÂN B CÔNG SU T T I U 38

H U

H

4.1 Gi i thi u 39

4.2 Thu t toán phân b công su t b ng DE 40

4.3 Phân lo i I: Các hàm chi phí b t quy t c ED 40

4.3.1 Hàm chi phí có các đi m van công su t 41

4.3.2 Hàm chi phí b c hai 42

4.3.3 Hàm chi phí có các vùng v n hành c m 44

4.4 Phân lo i II: i u ph i công su t theo kinh t /môi tr ng 47

4.4.1 i u ph i kinh t có ràng bu c khí th i 47

4.4.2 i u ph i kinh t /môi tr ng đa m c tiêu 48

4.5 Phân lo i III: i u ph i công su t có ràng bu c nghiêm ng t 52

4.5.1 i u ph i kinh t có ràng bu c nghiêm ng t 52

4.6 Phân lo i IV: i u ph i công su t ph n kháng 56

4.7 ng d ng thu t toán DE vào gi i bài toán đi u ph i t i u công su t 59

4.7.1 Bài gi i tính toán b ng tay 61

4.7.2 Bài gi i ch y trên ch ng trình Matlab 86

CH NG 5: T NG K T VÀ H NG PHÁT TRI N TÀI 90

5.1 T ng k t 91

5.2 H ng phát tri n trong t ng lai 92

H U

H

D ANH M C CÁC HÌNH V Trang Hình 2.1 ng cong chi phí ph bi n c a nhà máy nhi t đi n 8 Hình 2.2 Hàm chi phí nhiên li u c a nhà máy nhi t đi n v i 3 van n p 11

B ng 4.6 S li u h th ng 6 máy phát theo kinh t /môi tr ng 50

B ng 4.7 S li u h th ng 14 máy phát 118 Bus theo kinh t /môi tr ng 51

B ng 4.8 S li u h th ng 6 tuy n - 8 máy phát 54

B ng 4.10 S li u h th ng IEEE 30 Bus có ràng bu c nghiêm ng t 55

B ng 4.11 S li u công su t t i IEEE 30 Bus có ràng bu c nghi m ng t 55

B ng 4.17 So sánh k t qu tính toán dùng DE, EPSO và NPSO 87

B ng 4.18 So sánh k t qu tính toán dùng DE, Newton và Genetic 89

H U

TE C

H CH NG 1:

T NG QUAN THU T TOÁN DE (DIFFERENTIAL EVOLUTION)

Gi i thi u thu t toán DE nh m t gi i pháp trong vi c t i u hoá vi c phân bó công

su t trong h th ng đi n

xu t thu t toán đ gi i bài toán phân b công su t OPF (Optimal Power Flow), áp

d ng trên các m ng tiêu chu n nh IEEE 3 nút, 5 nút, 6 nút và 30 nút

Song song đó, h th ng đi n (HT ) c ng liên t c đ c m r ng và phát tri n c

v ngu n và các đ ng dây truy n t i Do tính ch t tiêu th đi n các khu v c trong

t ng th i đi m khác nhau cho nên trào l u công su t trên các đ ng dây truy n t i liên

t c thay đ i theo th i gian Kinh nghi m v n hành HT cho th y t i m t th i đi m trên h th ng có nh ng đ ng dây b quá t i trong khi các đ ng dây khác non t i và

ng c l i N u có nh ng bi n pháp đi u ch nh thông s HT thích h p có th làm thay đ i trào l u công su t, làm gi m quá t i cho m t s đ ng dây mà không c n ph i

c i t o nâng c p

Vì v y ng i ta đ t ra bài toán phân b công su t t i u trong h th ng đi n ây

là bài toán mà ngành đi n l c ph i tìm cách gi i quy t t r t lâu và đã dùng nhi u lo i

gi i thu t khác nhau

G n đây trong l nh v c công ngh thông tin xu t hi n gi i thu t DE, đây là gi i thu t có nhi u u đi m và đã đ c ng d ng vào trong nhi u l nh v c, m t trong

nh ng l nh v c ng d ng c a DE là trong h th ng đi n

1.1 T ng quan v thu t toán DE:

Thu t toán DE đ c đ xu t b i hai tác gi Price và Storn vào n m 1995 Thu t toán này đ c xem nh m t gi i pháp m i trong vi c t i u hoá ngu n đi n và đ c

đ t tên là DE Các quy trình thu t toán DE s t o ra cá th m i t cá th ban đ u thông qua quá trình lai t o và bi n đ i Thu t toán này tr nên ph bi n b i vi c th c hi n các quy trình chuy n đ i và l a ch n c a nó ch b ng các ph ng pháp đ n gi n

Gi ng nh các thu t toán khác, DE c ng c n đ c kh i t o t nhi u cá th ban

đ u Các thu t toán ti n hoá (EAs) là nh ng k thu t t i u d a trên khái ni m s

l ng các cá th , sau đó ti n hoá và lai t o đ ch n ra s l ng cá th phù h p thông qua các ho t đ ng mang tính xác su t nh là k t h p và lai t o Nh ng cá th này đ c đánh giá và xác đ nh có s chuy n hoá t t h n là vi c đ c ch n l a và kh i t o s

l ng cá th cho th h ti p theo

Sau vài vòng l p, nh ng cá th m i đ c t o ra đ c thay đ i tr ng thái và t o ra giá tr t i u Quá trình thay đ i đã gia t ng đáng k nh ng vùng t i u hoá Các thu t toán này có kh n ng gi i quy t các v n đ t i u hoá ph c t p nh là: gián đo n quy trình, hàm phi tuy n tính b c cao H n n a, gi i thu t này có th gi i quy t v n đ r t khó kh n đ c tr ng riêng bi t ho c các giá tr mã nh phân M t vài thu t toán đã đ c phát tri n theo thu t toán ti n hoá EC (Evolutionary Computation) và là ti n đ nghiên

G n đây, nh ng thành t u đ t đ c c a các thu t toán ti n hoá (EA) đ u có th

gi i quy t đ c các v n đ ph c t p và c i thi n đ c các tính toán nh là: các phép tính song song đã mô ph ng s phát tri n cho các thu t toán m i nh : vi c mô ph ng các thu t toán m i b ng thu t tính song song nh thu t toán DE, t i u hoá d ng b y đàn (PSO), thu t toán đàn ki n (ACO) và tìm ki m các dãy h i t t i th i đi m th c

hi n và kh n ng xác đ nh vi c t i u hoá Các thu t toán ti n hoá đã r t thành công trong vi c t i u hoá trong h th ng đi n và đ c bi t là gi i quy t đ c m c tiêu kinh

t trong v n hành h th ng đi n

Thu t toán DE đ c ng d ng th c hi n gi i quy t m c tiêu t i u hoá vi c phân b công su t M c đích c a thu t toán là gi m thi u chi phí nhiên li u, gi i h n công su t tác d ng và công su t ph n kháng c a máy phát đi n, các nút đi n áp, các

đ u phân áp c a máy bi n th và các đ ng truy n t i đi n Ph ng pháp này đ c

ti n hành th c hi n và mô ph ng trên h th ng m ng tiêu chu n IEEE 30 nút

Thu t toán DE đ c th c hi n trên các giá tr th c d a trên quy trình phát tri n

t nhiên S d ng m t s l ng cá th P trong m t s l ng cá th khác Np mà có th

s n sinh ra nhi u cá th G đ đ t đ c gi i pháp t i u trong thu t toán, kích th c các

cá th là không đ i trong su t quá trình t i u hoá M i cá th ho c gi i thu t đ xu t

là m t vec t mà ch a nhi u tham s nh các bi n s D Quy trình c b n đã t o ra s khác bi t cho hai cá th vec t đ c l a ch n ng u nhiên

Thu t toán DE t o nên các cá th con m i b ng vi c bi n đ i m t mô hình tiêu

ch y u nh : gi m chi phí v n hành, gi m m c tiêu th nhiên li u và th i gian th c

hi n Thu t toán DE có ba đi u ki n thu n l i: ti p c n gi i pháp t i u mà không ph thu c vào các giá tr tham s kh i đ u, tính h p nh t c a thu t toán nhanh và ch s

d ng m t s l ng nh trong các tham s ki m soát H n n a thu t toán DE r t đ n

gi n trong vi c mã hoá và r t d s d ng

Trong đ tài này, thu t toán DE đ c đ xu t đ gi i bài toán phân b công su t OPF (Optimal Power Flow) Ph ng pháp đ c áp d ng trên các m ng tiêu chu n nh IEEE 3 nút, 5 nút, 6 nút và 30 nút Các k t qu đ t đ c t thu t toán đ ngh đ c so sánh v i các thu t toán khác nh : EPSO, NPSO, Newton và Genetic

Bên c nh đó, thu t toán DE c ng đ c đ xu t gi i cho phân b ELD (Economic Load Dispatch) có tính nh h ng c a các đi m van công su t, ph ng pháp đ c áp d ng trên các m ng tiêu chu n nh IEEE 13 nút và 40 nút

Tóm t t m t s bài báo liên quan:

• Nhóm K.Vaisakh, P Kanta Rao

“ Differential Evolution Based Optimal Reactive Power Dispatch for

Voltage Stability Enhancement”

Bài báo đ c p đ n vi c dùng gi i thu t DE – làm n n t ng đ th c hi n t i

u hóa công su t bao g m n đ nh đi n th , n đ nh đ ng truy n t i gi i

h n so v i h công su t H ng ti p c n c a gi i thu t DE là h u d ng cho

nh ng gi i pháp có tính n ng cao và c n r t ít th i gian th c hi n so v i các

gi i thu t khác M c tiêu là t i thi u hóa trong vi c phân b công su t

t i.Ph ng pháp này đ c mô ph ng trên m ng đi n IEEE 30 nút u đi m

c a gi i thu t mà các tác gi đ c p đ n là tính uy n chuy n, đ an toàn và nhanh chóng trong h i t , th i gian th c hi n k t n i th p h n so các gi i pháp khác

• Nhóm Rainer Storn, Keneth Price

“Differential Evolution – A Simple and Efficient Heuristic for Global

Optimization over Continuous Spaces”

Các tác gi dùng 2 ph ng pháp the Annealed Nelder and Mead strategy (ANM) và ph ng pháp Adaptive Simulated Annealing (ASA) k t h p nêu lên b ng k t qu c a quá trình th nghi m ch ng minh cho u đi m trong t i

u hóa h th ng toàn c u

H U

TE C

H

ây là m t ph ng án ti p c n m i và đ c tác gi th nghi m, ch ng minh

r ng ph ng pháp này nhanh h n và n đ nh h n nhi u ph ng pháp t i u hóa khác Ph ng pháp m i này d ki m soát, nhanh, d s d ng, r t d k t

n i song song cùng các h th ng x khác

Qua m t s bài báo trên cho th y các nhà khoa h c trên th gi i đã ng d ng thu t toán DE vào trong h th ng đi n và đã cho ra nh ng k t qu kh quan so v i các

gi i thu t khác

a s các bài báo th ng dùng DE đ phân b công su t th c trong m ng đi n

và th ng ki m tra trên mô hình m ng đi n IEEE chu n 13 nút, 30 nút và 40 nút

M t u đi m c a DE là gi i thu t đ n gi n, ch ng trình ch y nhanh, và d dàng

có th k t n i song song v i các h th ng trong m ng đi n, giúp h th ng v n hành n

đ nh và t i u

đi u ph i công su t th c và đi u ph i công su t ph n kháng Bài toán đi u ph i kinh t tìm đi m ho t đ ng t i u đ phân ph i công su t th c gi a các nhà máy

nh m gi m th p nh t chi phí s n xu t i u ph i công su t ph n kháng dùng đ

c c ti u t n th t h th ng, nâng cao hi u su t và kh n ng t n d ng ngu n

Bài toán đi u ph i công su t làm c i thi n vi c ho t đ ng n đ nh c a h

th ng đi n Th ng làm gi m mô hình h th ng đi n, làm đ n gi n các gi i pháp chi phí v ch t l ng Vi c s d ng đúng đ n và chính xác h n các mô hình s n

l ng đi n làm cho l i gi i bài toán t t h n nh ng v n đ khó kh n c ng t ng lên đáng k

Mô hình ph bi n c i ti n bài toán đi u ph i kinh t bao g m: hàm chi phí

có xét nh h ng c a đi m van công su t, vùng ho t đ ng không liên t c và s chuy n đ i các lo i nhiên li u, các lo i ràng bu c an ninh h th ng đi n nh gi i

h n dòng công su t, d tr công su t máy phát và c u hình đi n áp Trong ch ng này s trình bày h th ng các bi u th c c a bài toán đi u ph i kinh t v i hàm chi phí tr n d ng b c hai c đi n và hàm chi phí có xét nh h ng c a đi m van công

su t

2.1.2 Bài toán đi u ph i kinh t c đi n

Bài toán đi u ph i kinh t c đi n là bài toán t i u nh m xác đ nh công su t phát ra c a các nhà máy đ đ t đ n k t qu là c c ti u chi phí v n hành Hàm m c tiêu c a bài toán đi u ph i kinh t c đi n là c c ti u t ng chi phí h th ng đi n

v i hàm m c tiêu có d ng t ng c a hàm chi phí m i nhà máy Phân ph i công

Hàm m c tiêu c a bài toán đi u ph i kinh t c đi n là c c ti u t ng chi phí

h th ng đi n b ng cách hi u ch nh công su t phát c a m i nhà máy k t n i v i

l i đi n T ng chi phí đ c bi u di n b ng hàm t ng c a các chi phí m i nhà

phát ra c a nhà máy th i và NGlà t ng s l ng các nhà máy k t n i v i h th ng

đi n

Hình 2.1 ng cong chi phí ph bi n c a nhà máy nhi t đi n

M i hàm chi phí c a nhà máy thi t l p m i quan h gi a nhà máy và h

th ng thông qua kh n ng phát công su t v i chi phí phát c a nhà máy Thông

th ng các nhà máy đ c mô hình b ng hàm chi phí tr n đ đ n gi n bài toán t i

u và kh n ng ng d ng các k thu t truy n th ng đ tính toán

2.1.2.2 Ràng bu c đ ng th c

Ràng bu c cân b ng công su t là ràng bu c đ ng th c dùng đ gi m b t công su t h th ng d a trên nguyên lý c b n cân b ng gi a t ng công su t nhà máy phát v i t ng t i c a h th ng Cân b ng ch x y ra khi t ng công su t nhà máy phát

i G

mô hình chúng d ng hàm c a h th ng nhà máy phát s d ng công th c t n th t

c a Kron M t s cách khác đ mô hình hóa t n th t là s d ng h s ph t ho c xem t n th t là h ng s

P và gi i h n cao nh t max

i G

P phát công su t vì nó ph thu c vào c u trúc c a máy phát Các gi i h n đ c đ nh ngh a b ng m t c p c a ràng bu c b t đ ng th c:

H U

H

Các nhà máy phát th ng đ c mô hình hóa s s ng hàm chi phí tr n đ

bi u di n m i quan h gi a công su t phát ra và chi phí s n xu t Hàm chi phí lo i này có u đi m là làm đ n gi n bài toán đi u ph i kinh t và kh n ng s d ng nhi u k thu t áp d ng vào đ gi i bài toán này Trong m t s tr ng h p, bi u

di n d i d ng b c hai không mô hình h t đ c đ c đi m c a nhà máy đi n, do đó

c n mô hình chính xác h n đ cho k t qu t t h n trong vi c gi i bài toán đi u

ph i kinh t Mô hình chính xác h n th ng có d ng hàm phi tuy n h n, không

tr n và n m trong mi n lõm M t s ví d c a hàm chi phí không tr n là: hàm chi phí có xét nh h ng đi m van công su t, hàm b c hai liên t c t ng khúc g m hàm

có nhi u lo i nhiên li u và hàm có vùng ho t đ ng không liên t c Trong đó, hàm chi phí nhiên li u có xét nh h ng đi m van công su t đ c s d ng khá ph bi n trên th gi i

2.1.3.1 Bài toán đi u ph i kinh t có đi m van công su t

Nhà máy đi n th ng s d ng nhi u van đ đi u khi n công su t phát c a nhà máy Trong giai đo n đ u khi van n p h i n c đ c m trong nhà máy nhi t

đi n, chi phí do t n hao gia t ng m t cách đ t ng t làm cho hàm chi phí có đ

nh p nhô Hi u ng này đ c g i là đi m van công su t Lo i bài toán này vô cùng khó gi i quy t v i nh ng k thu t thông th ng b i vì t n t i s thay đ i đ t ng t

và không liên t c trong s gia t ng c a hàm chi phí

H U

H

Hình 2.2 Hàm chi phí nhiên li u c a nhà máy nhi t đi n v i 3 van n p

2.1.3.2 Bi u th c đi u ph i kinh t v i đi m van công su t

i u ph i kinh t v i đi m van công su t dùng đ c c ti u chi phí h th ng

d a trên hàm chi phí có xét nh h ng c a v trí van V trí van công su t th ng

đ c mô hình b ng cách thêm hàm sin vào hàm chi phí b c hai c đi n

Trong đó ai, bi, ci, di và ei là h s chi phí c a nhà máy th i

Bi u th c c b n c a bài toán này là các v n đ ràng bu c cân b ng công

su t và gi i h n máy phát Nh ng ràng bu c khác có th thêm vào tùy thu c vào

mô hình yêu c u

Bài toán đi u ph i kinh t v i đi m van công su t đã đ c m t s nhà khoa

h c nghiên c u Sheblé và Walters s d ng GA đ gi i bài toán này Ngoài ra, K Wong và Y Wong đã đ xu t cách gi i bài toán đi u ph i kinh t v i đi m van công su t s d ng GA và gi i thu t luy n kim SA (Simulated Annealing) K

( ) ( ) ( 1) ( )

n i

Xét mô hình hình cho đ ng dây hay máy bi n áp:

Hình 2.3 Mô hình cho đ ng dây hay máy bi n áp

2.2.1.2 Gi i bài toán phân b công su t

Xem P i = g pi (V, ) và Q i = g qi (V, ) là hai hàm đa bi n, áp d ng ph ng pháp Newton – Rasphon, tính l p gi i ra các đ i l ng c n tìm

S BI N

TR NG THÁI

CHÚ THÍCH

00

H U

H

(0) (0) , , (0) (0)

, ,

00

n i

n i

cho tr c Vào n m 1962, Carpentier đ xu t mô hình qui ho ch phi tuy n t ng

quát bài toán đi u đ kinh t bao hàm ràng bu c đi n áp và các ràng bu c v n hành khác Bài toán OPF đ u nh ng n m 60 th k 20, xét s thay đ i các ràng bu c

v n hành và đi u khi n Ph ng pháp gi i bài toán OPF là ph ng pháp kh Gradient, đ c thành l p b ng vi c kh các bi n ph thu c d a vào l i gi i phân

b công su t K t đó các ph ng pháp m i ra đ i đ gi i bài toán OPF

Bài toán đi u đ kinh t truy n th ng (Economic Dispatch) th ng ch xét

m c tiêu chi phí v n hành nh nh t Ngày nay bài toán đi u đ kinh t đ c xem xét d i các khía c nh sau:

T i thi u ô nhi m

B o t n các lo i nhiên li u

T i u chi phí

Các ràng bu c đ m b o t i u an ninh h th ng

V n hành k t h p nhà máy nhi t đi n và th y đi n

Bài toán OPF đ c đ nh ngh a nh sau:

T i thi u thay đ i biên đi u khi n

T i thi u s l n thay đ i đi u khi n

T i thi u s l n l p l i l ch đi u khi n

T i thi u chi phí đ u t công su t kháng (Var)

Gi i h n đi n áp trên các thanh cái (bus)

Gi i h n truy n t i (công su t trên đ ng dây)

Gi i h n d tr công su t vô công/ h u công

CÁC BI N I U Công su t vô công/h u công (PQ) c a máy phát

H U

H

KHI N N c máy bi n áp, đ d ch pha máy bi n áp

Cài đ t đi u khi n Q hay đi n áp máy phát

Qu n lý trao đ i công su t (MW) gi a các vùng

i u khi n công su t P (MW) truy n t i HVDC

i u khi n dòng ch y công su t và đi n áp trên thi t b

FACTS

Bi u di n toán h c bài toán OPF trong h th ng đi n:

Xét h th ng đi n có N máy phát đi n v i:

F i : hàm chi phí máy phát

P Gi : công su t máy phát th i

P load : công su t t i tiêu th

P loss : công su t t n th t trong m ng

0 0

k k

i iset sch

P Q

max min

0 0 0 0( ) 0

0 0 0 0

N ph ng trình

2N b t ph ng trình

1 ràng bu c

Ki m tra đ t ng chi phí ( ) gi i h n so sánh v i các máy phát khác

t b ng max khi x < solution

t b ng min khi x > solution

H U

H

• Ki m soát hi u qu các b t ph ng trình và nh n bi t các l i gi i vô nghi m

• X lý các bi n đi u khi n c c b

• Sáp nh p các bi n c ng u nhiên

• L i gi i c a bài toán OPF d a trên ph ng pháp LP đi n hình đ t

đ c b ng cách gi i l p gi a bài toán phân b công su t và bài toán con LP đ c tuy n tính hoá Ph ng pháp LP ch có hi u nghi m đ i v i các hàm đ i t ng phân ly và l i i v i các hàm đ i t ng không phân ly thì không hi u qu , ví d

c c không đ c bi t tr c c i thi n hi u qu ph ng pháp Newton, dùng vòng

l p th s d ng các ràng bu c “th /bu c” th c hi n l p cho đ n khi đ t đ c s

h i t S d ng k thu t LP đ xác đ nh t p tích c c cho l i gi i bài toán OPF b ng

ph ng pháp Newton V nguyên t c, ph ng pháp Newton và “QP liên ti p” là

gi ng nhau vì cùng s d ng đ o hàm b c hai

Gi i thu t Newton Raphson là gi i l p bài toán OPF t ng quát v i hàm t i

u Lagrange, trong đó z=[x, , ] T , , là các vector th a s Lagrange, và h(x) là

t p ch g m có các b t ph ng trình ràng bu c tích c c Theo lý thuy t t i u, đi u

ki n c n Karush – Kuhn – Tucker thì:

λµ

H U

H CH NG 3:

THU T TOÁN DIFFERENTIAL EVOLUTION

Gi i thi u thu t toán và các quá trình t i u hóa c a thu t toán

c p k thu t đi u khi n có ràng bu c

và k thu t đi u khi n các bi n r i r c